第9章可編程計數(shù)器8253

1、2022-4-161第8章 可編程計數(shù)器/定時器8253及其應(yīng)用o 8.1 計數(shù)器計數(shù)器/定時的基本概念定時的基本概念o 8.2 8253的工作原理的工作原理o 8.3 8253的應(yīng)用舉例的應(yīng)用舉例2022-4-1628.1 計數(shù)/定時的基本概念1定時與計數(shù)定時與計數(shù) 在微機(jī)系統(tǒng)或智能化儀器儀表的工作過程中，經(jīng)常需在微機(jī)系統(tǒng)或智能化儀器儀表的工作過程中，經(jīng)常需要使系統(tǒng)處于定時工作狀態(tài)，或者對外部過程進(jìn)行計數(shù)。要使系統(tǒng)處于定時工作狀態(tài)，或者對外部過程進(jìn)行計數(shù)。 定時或計數(shù)的定時或計數(shù)的工作實質(zhì)工作實質(zhì)均體現(xiàn)為均體現(xiàn)為對脈沖信號的計數(shù)對脈沖信號的計數(shù)，如果如果計數(shù)的對象是標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)部時鐘信號計數(shù)的對

2、象是標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)部時鐘信號，由于其周期恒，由于其周期恒定，故計數(shù)值就恒定地對應(yīng)于一定的時間，這一過程即定，故計數(shù)值就恒定地對應(yīng)于一定的時間，這一過程即為為定時定時，如果，如果計數(shù)的對象是與外部過程相對應(yīng)的脈沖信計數(shù)的對象是與外部過程相對應(yīng)的脈沖信號號（周期可以不相等），則此時即為（周期可以不相等），則此時即為計數(shù)計數(shù)。2022-4-1632定時與計數(shù)的實現(xiàn)方法(1) 硬件法硬件法 專門設(shè)計一套電路用以實現(xiàn)定時與計數(shù)，特點(diǎn)是需要花費(fèi)一定硬專門設(shè)計一套電路用以實現(xiàn)定時與計數(shù)，特點(diǎn)是需要花費(fèi)一定硬設(shè)備，而且當(dāng)電路制成之后，設(shè)備，而且當(dāng)電路制成之后，定時值及計數(shù)范圍不能改變定時值及計數(shù)范圍不能改變。(2)

3、 軟件法軟件法 利用一段延時子程序來實現(xiàn)定時操作，特點(diǎn)，無需太多的硬件設(shè)利用一段延時子程序來實現(xiàn)定時操作，特點(diǎn)，無需太多的硬件設(shè)備，控制比較方便，但在定時期間，備，控制比較方便，但在定時期間，CPU不能從事其它工作，降不能從事其它工作，降低了機(jī)器的利用率低了機(jī)器的利用率。(3) 軟、硬件結(jié)合法軟、硬件結(jié)合法 即設(shè)計一種專門的具有可編程特性的芯片，來控制定時和計數(shù)的即設(shè)計一種專門的具有可編程特性的芯片，來控制定時和計數(shù)的操作，而這些芯片，具有中斷控制能力，定時、計數(shù)到時能產(chǎn)生操作，而這些芯片，具有中斷控制能力，定時、計數(shù)到時能產(chǎn)生中斷請求信號，因而定時期間不影響中斷請求信號，因而定時期間不影響C

4、PU的正常工作。的正常工作。2022-4-1643.定時/計數(shù)器的作用n 生產(chǎn)線上統(tǒng)計產(chǎn)品的數(shù)目生產(chǎn)線上統(tǒng)計產(chǎn)品的數(shù)目-計數(shù)器計數(shù)器n 系統(tǒng)的動態(tài)存儲器刷新系統(tǒng)的動態(tài)存儲器刷新-定時器定時器n 系統(tǒng)時鐘計時系統(tǒng)時鐘計時-定時器定時器n 揚(yáng)聲器的頻率源揚(yáng)聲器的頻率源-定時器定時器2022-4-1658.2 8253的工作原理1. 8253的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳信號的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳信號p8253是是Intel公司生產(chǎn)的公司生產(chǎn)的可編程計數(shù)可編程計數(shù)/定時器芯片定時器芯片。 p8253的操作對所在系統(tǒng)沒有特殊要求，其通用性強(qiáng)，適的操作對所在系統(tǒng)沒有特殊要求，其通用性強(qiáng)，適用于各種微處理器組成的系統(tǒng)。用于各

5、種微處理器組成的系統(tǒng)。p它有它有3個獨(dú)立的個獨(dú)立的16位減位減1計數(shù)器計數(shù)器，每個計數(shù)器有，每個計數(shù)器有6種工作種工作方式方式，能進(jìn)行，能進(jìn)行二進(jìn)制二進(jìn)制或或BCD碼碼計數(shù)或定時計數(shù)或定時操作，計數(shù)速操作，計數(shù)速率可達(dá)率可達(dá)2MHz，最高信號時鐘頻率，最高信號時鐘頻率2.6MHz，所有的輸，所有的輸入入/輸出都與輸出都與TTL電平兼容。電平兼容。p同類型的定時同類型的定時/計數(shù)器芯片還有計數(shù)器芯片還有Intel 8254等。等。2022-4-1662022-4-1678253內(nèi)部結(jié)構(gòu)o 具有具有三個三個相互獨(dú)立的相互獨(dú)立的16位計數(shù)器位計數(shù)器通道；通道；o 每個通道每個通道都可設(shè)定以都可設(shè)定以

6、6種工作方式之一種工作方式之一進(jìn)行計數(shù)進(jìn)行計數(shù)/定時；定時；o 每個計數(shù)器每個計數(shù)器都可設(shè)為按都可設(shè)為按二進(jìn)制二進(jìn)制或或BCD碼碼計數(shù)計數(shù) ；o 具有具有計數(shù)和定時計數(shù)和定時功能，基于功能，基于減減1計數(shù)計數(shù)工作；工作；o 定時器減為定時器減為0后，可后，可自動裝入定時常數(shù)初值自動裝入定時常數(shù)初值，并產(chǎn)生輸，并產(chǎn)生輸出信號；出信號；o 在在減減1操作操作中，中，任何時刻計數(shù)器的值任何時刻計數(shù)器的值都都可由可由CPU經(jīng)計數(shù)經(jīng)計數(shù)輸出寄存器讀取輸出寄存器讀取。2022-4-1682022-4-169 CS2022-4-16108253的讀/寫操作先寫控制字先寫控制字后寫計數(shù)初值后寫計數(shù)初值2022

7、-4-16112022-4-1612SC1SC0RW1M2M1BCDRW0D7D6D5D4D3D2D1D0M000: 選通道001: 選通道110: 選通道211: 無效0: 二進(jìn)制計數(shù)1: BCD碼計數(shù)000: 方式0001: 方式1 10: 方式2 11: 方式3100: 方式4101: 方式500: 計數(shù)器鎖存01: 只讀/寫計數(shù)器低字節(jié)10: 只讀/寫計數(shù)器高字節(jié)11: 先讀/寫計數(shù)器低字節(jié)，后讀/寫高字節(jié)2022-4-16132022-4-16142022-4-1615例1o 8253工作為計數(shù)器工作為計數(shù)器 0，方式，方式 0，初值為，初值為4，二進(jìn)制計數(shù)，二進(jìn)制計數(shù)，設(shè)寄存器地址

8、為設(shè)寄存器地址為40H 、42H、44H、46Ho 控制字控制字 0 0 0 1 0 0 0 02022-4-1616例2o 8253工作為計數(shù)器工作為計數(shù)器 1，方式，方式 3，初值為，初值為4020H，十進(jìn)，十進(jìn)制計數(shù)，設(shè)寄存器地址為制計數(shù)，設(shè)寄存器地址為40H、42H、44H、46Ho 控制字控制字 0 1 1 1 0 1 1 12022-4-1617例3o 8253工作為計數(shù)器工作為計數(shù)器 2，方式，方式 3，初值為，初值為4000H，十，十進(jìn)制計數(shù)，設(shè)寄存器地址為進(jìn)制計數(shù)，設(shè)寄存器地址為40H 、42H、44H、46Ho 控制字控制字 1 0 1 0 0 1 1 12022-4-16

9、182022-4-16198253的引腳信號2022-4-16202022-4-16218253寄存器選擇表2022-4-16228253的外部連接特性p8253外部數(shù)據(jù)線寬度也為外部數(shù)據(jù)線寬度也為8bit，一般也將其與，一般也將其與8086CPU的低的低8位數(shù)據(jù)線相連位數(shù)據(jù)線相連，并占用，并占用4個偶端口地址個偶端口地址；p8253上負(fù)責(zé)內(nèi)部尋址上負(fù)責(zé)內(nèi)部尋址4個端口的個端口的A0、A1腳腳與與8086CPU的的A1、A2腳腳相連，（相連，（8086CPU的的A0腳空出），同時腳空出），同時8086CPU的其的其它它高位地址線經(jīng)地址譯碼后產(chǎn)生高位地址線經(jīng)地址譯碼后產(chǎn)生8253的片選信號的片選

10、信號。p實際上，實際上，8253內(nèi)部不止內(nèi)部不止4個寄存器，但因為有些寄存器只讀，有個寄存器，但因為有些寄存器只讀，有些寄存器只寫，所以我們可以用些寄存器只寫，所以我們可以用8253的的A1、A0信號與讀寫信信號與讀寫信號一起尋址內(nèi)部各寄存器。這樣對號一起尋址內(nèi)部各寄存器。這樣對CPU來說，一片來說，一片8253就可以就可以只占用只占用4個端口地址了。個端口地址了。2022-4-16232.初始化編程步驟o 寫入方式控制字寫入方式控制字n三個通道用的控制字端口地址是相同的三個通道用的控制字端口地址是相同的n三個控制字寫入后存入通道對應(yīng)的寄存器中三個控制字寫入后存入通道對應(yīng)的寄存器中o 寫入計數(shù)

11、初始值寫入計數(shù)初始值o 讀計數(shù)值讀計數(shù)值n以普通對計數(shù)器端口讀的方法取得當(dāng)前計數(shù)值以普通對計數(shù)器端口讀的方法取得當(dāng)前計數(shù)值n鎖存計數(shù)器的當(dāng)前計數(shù)值鎖存計數(shù)器的當(dāng)前計數(shù)值2022-4-16248253的內(nèi)部結(jié)構(gòu)2022-4-16258253的計數(shù)器2022-4-16268253的結(jié)構(gòu)和功能o 每個通道四個寄存器每個通道四個寄存器n8位控制寄存器位控制寄存器n16位計數(shù)初值寄存器位計數(shù)初值寄存器（分兩次寫入）（分兩次寫入）n16位減法計數(shù)寄存器位減法計數(shù)寄存器n16位計數(shù)輸出鎖存器位計數(shù)輸出鎖存器o 控制字寄存器控制字寄存器n只寫寄存器只寫寄存器n接受寫入的控制字接受寫入的控制字o 三個獨(dú)立的計數(shù)

12、器三個獨(dú)立的計數(shù)器o 可用程序設(shè)置成多種工可用程序設(shè)置成多種工作方式作方式o 按十進(jìn)制或二進(jìn)制計數(shù)按十進(jìn)制或二進(jìn)制計數(shù)o 最高計數(shù)速率最高計數(shù)速率2MHz2022-4-16278253的計數(shù)器o 16位計數(shù)初值寄存器位計數(shù)初值寄存器CRn存放計數(shù)初值存放計數(shù)初值n可通過程序來設(shè)定可通過程序來設(shè)定o 計數(shù)執(zhí)行單元計數(shù)執(zhí)行單元CEn一個一個1616位減法計數(shù)器位減法計數(shù)器n初值是計數(shù)初值寄存器的內(nèi)容初值是計數(shù)初值寄存器的內(nèi)容n對對CLKCLK脈沖計數(shù)脈沖計數(shù)n啟動后每出現(xiàn)一個啟動后每出現(xiàn)一個CLKCLK脈沖計數(shù)值減脈沖計數(shù)值減1 1n當(dāng)減為零時通過當(dāng)減為零時通過OUTOUT輸出指示信號輸出指示信號

13、2022-4-16288253的計數(shù)器o CLK信號信號n周期性時鐘信號，定時器功能；周期性時鐘信號，定時器功能；n非周期性事件計數(shù)信號，計數(shù)器功能。非周期性事件計數(shù)信號，計數(shù)器功能。o 計數(shù)輸出鎖存器計數(shù)輸出鎖存器OLn通常跟隨計數(shù)執(zhí)行單元的內(nèi)容而變化通常跟隨計數(shù)執(zhí)行單元的內(nèi)容而變化n當(dāng)接收到當(dāng)接收到CPU鎖存命令時就鎖存當(dāng)前的計數(shù)值鎖存命令時就鎖存當(dāng)前的計數(shù)值o GATE信號信號n控制輸入端控制輸入端n有多種控制作用（允許有多種控制作用（允許/禁止計數(shù)、啟動禁止計數(shù)、啟動/停止計數(shù)）停止計數(shù)）2022-4-16298253的結(jié)構(gòu)和功能o 數(shù)據(jù)總線緩沖器數(shù)據(jù)總線緩沖器D7 D0n 8位位 三

14、態(tài)三態(tài) 雙向雙向 o 讀讀/寫控制邏輯寫控制邏輯 n CS：片選信號：片選信號 低電平有效低電平有效 n RD：讀信號：讀信號 低電平有效低電平有效 n WR：寫信號：寫信號 低電平有效低電平有效 n A1 A0：端口選擇信號：端口選擇信號123456789101112242322212019181716151413VccWRRDCSA1A0CLK2OUT2GATE2CLK1OUT1GATE1D7D6D5D4D3D2D1D0CLK0OUT0GATE0GND82532022-4-1630GATE信號的功能低電平或進(jìn)入低電平低電平或進(jìn)入低電平上升邊沿上升邊沿高電平高電平方式方式0禁止計數(shù)禁止計數(shù)允

15、許計數(shù)允許計數(shù)方式方式11.初始化和計數(shù)初始化和計數(shù) 2.下一個時鐘后輸下一個時鐘后輸出變?yōu)榈碗娖匠鲎優(yōu)榈碗娖椒绞椒绞?1.禁止計數(shù)禁止計數(shù)2.使輸出立即變?yōu)楦唠娖绞馆敵隽⒓醋優(yōu)楦唠娖?.初始化和計數(shù)初始化和計數(shù)2.計數(shù)器重新裝入計數(shù)器重新裝入允許計數(shù)允許計數(shù)方式方式31.禁止計數(shù)禁止計數(shù)2.使輸出立即變?yōu)楦唠娖绞馆敵隽⒓醋優(yōu)楦唠娖?.初始化和計數(shù)初始化和計數(shù)2.計數(shù)器重新裝入計數(shù)器重新裝入允許計數(shù)允許計數(shù)方式方式4禁止計數(shù)禁止計數(shù)允許計數(shù)允許計數(shù)方式方式5初始化和計數(shù)初始化和計數(shù)2022-4-16313.8253的工作方式 8253共有共有6種工作方式，各方式下的工作狀態(tài)是不同的，輸出種工作

16、方式，各方式下的工作狀態(tài)是不同的，輸出的波形也不同，其中比較靈活的是門控信號的作用。由此組成了的波形也不同，其中比較靈活的是門控信號的作用。由此組成了8253豐富的工作方式、波形。豐富的工作方式、波形。p方式方式0：計數(shù)結(jié)束產(chǎn)生中斷輸出（軟件控制）：計數(shù)結(jié)束產(chǎn)生中斷輸出（軟件控制）p方式方式1：重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)輸出（硬件控制）：重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)輸出（硬件控制）p方式方式2：分頻器（軟件控制）：分頻器（軟件控制）p方式方式3：方波發(fā)生器（軟件控制）：方波發(fā)生器（軟件控制）p方式方式4：選通信號發(fā)生器（軟件觸發(fā)）：選通信號發(fā)生器（軟件觸發(fā)）p方式方式5：選通信號發(fā)生器（硬件觸發(fā)）：選通信號發(fā)生器（硬件

17、觸發(fā)） 2022-4-1632幾條基本原則o(1) 控制字寫入計數(shù)器時控制字寫入計數(shù)器時，所有的，所有的控制邏輯電路立即復(fù)位控制邏輯電路立即復(fù)位，輸出端輸出端OUT進(jìn)入初始狀態(tài)進(jìn)入初始狀態(tài)。初始狀態(tài)對不同的模式來說不一定相同。初始狀態(tài)對不同的模式來說不一定相同。o(2) 計數(shù)初始值寫入之后計數(shù)初始值寫入之后，要經(jīng)過一個時鐘周期上升沿和一個下降沿要經(jīng)過一個時鐘周期上升沿和一個下降沿，計數(shù)執(zhí)行部件才可以開始進(jìn)行計數(shù)操作計數(shù)執(zhí)行部件才可以開始進(jìn)行計數(shù)操作，因為第一個下降沿將計數(shù)寄，因為第一個下降沿將計數(shù)寄存器的內(nèi)容送減存器的內(nèi)容送減1計數(shù)器。計數(shù)器。o(3) 通常，通常，在每個時鐘脈沖在每個時鐘脈沖

18、CLK的上升沿的上升沿，采樣門控信號采樣門控信號GATE。不。不同的工作方式下，門控信號的觸發(fā)方式是有具體規(guī)定的，即或者是電同的工作方式下，門控信號的觸發(fā)方式是有具體規(guī)定的，即或者是電平觸發(fā)，或者是邊沿觸發(fā)，在有的模式中，兩種觸發(fā)方式都是允許的。平觸發(fā)，或者是邊沿觸發(fā)，在有的模式中，兩種觸發(fā)方式都是允許的。其中其中0、2、3、4是電平觸發(fā)方式，是電平觸發(fā)方式，1、2、3、5是上升沿觸發(fā)。是上升沿觸發(fā)。o(4) 在時鐘脈沖的下降沿在時鐘脈沖的下降沿，計數(shù)器作減計數(shù)器作減1計數(shù)計數(shù)，0是計數(shù)器所能容納的是計數(shù)器所能容納的最大初始值。最大初始值。2022-4-16331.方式0計數(shù)結(jié)束產(chǎn)生中斷當(dāng)當(dāng)控

19、制字寫入控制字寄存器后控制字寫入控制字寄存器后，輸出輸出OUT就就變低變低，當(dāng)，當(dāng)計數(shù)值寫計數(shù)值寫入計數(shù)器后入計數(shù)器后開始計數(shù)開始計數(shù)，在整個計數(shù)過程中在整個計數(shù)過程中，OUT保持為低保持為低，直，直到到計數(shù)計數(shù)0（結(jié)束）時，（結(jié)束）時，OUT端變?yōu)楦叨俗優(yōu)楦?，向向CPU發(fā)出中斷請求發(fā)出中斷請求。GATE的高低電平的高低電平控制計數(shù)過程是否進(jìn)行控制計數(shù)過程是否進(jìn)行。2022-4-1634 計數(shù)器只計一遍計數(shù)器只計一遍，當(dāng)計數(shù)到，當(dāng)計數(shù)到0時，不重新開始計數(shù)時，不重新開始計數(shù)OUT保持為高，保持為高，直到輸入一新的計數(shù)值，直到輸入一新的計數(shù)值，OUT才變低，開始新的計數(shù)；才變低，開始新的計數(shù)；

20、計數(shù)值計數(shù)值是是在寫計數(shù)值命令后在寫計數(shù)值命令后經(jīng)過經(jīng)過一個輸入脈沖一個輸入脈沖，才裝入計數(shù)器的才裝入計數(shù)器的，下一個脈沖開始計數(shù)下一個脈沖開始計數(shù)，因此，如果設(shè)置計數(shù)器初值為，因此，如果設(shè)置計數(shù)器初值為N，則輸出，則輸出OUT在在N1個脈沖后才能變高；個脈沖后才能變高； 在計數(shù)過程中，可在計數(shù)過程中，可由由GATE信號控制暫停信號控制暫停。當(dāng)。當(dāng)GATE0時，計數(shù)時，計數(shù)器暫停計數(shù)；當(dāng)器暫停計數(shù)；當(dāng)GATE1時，繼續(xù)計數(shù)；時，繼續(xù)計數(shù)； 方式方式0的的OUT信號在信號在計數(shù)到計數(shù)到0時由低變高時由低變高，可作為，可作為中斷請求信號中斷請求信號。2022-4-1635小結(jié)方式0o 預(yù)置初值之后

21、，預(yù)置初值之后，OUT保持初始態(tài)低電平。保持初始態(tài)低電平。只有當(dāng)計數(shù)只有當(dāng)計數(shù)器中計數(shù)值減為器中計數(shù)值減為0時時，OUT才會輸出高電平并維持才會輸出高電平并維持；o 計數(shù)初值寄存器計數(shù)初值寄存器CR在在延遲一個延遲一個CLK脈沖后脈沖后傳到計數(shù)器傳到計數(shù)器CE中中，因此，因此N1個個CLK脈沖后計數(shù)值才變?yōu)槊}沖后計數(shù)值才變?yōu)?；o GATE=0，計數(shù)停止；，計數(shù)停止；GATE=1，繼續(xù)計數(shù)；，繼續(xù)計數(shù)；o 計數(shù)過程中可重寫或改變計數(shù)值。計數(shù)過程中可重寫或改變計數(shù)值。2022-4-1636方式0初始化2022-4-16372.方式1可重觸發(fā)的單穩(wěn)觸發(fā)器CPU向向8253寫入控制字后寫入控制字后O

22、UT變高變高，并保持并保持，寫入計數(shù)值后，寫入計數(shù)值后并不立即計數(shù)，并不立即計數(shù)，只有當(dāng)外界只有當(dāng)外界GATE信號啟動后信號啟動后（一個正脈沖）（一個正脈沖）的的下一個脈沖下一個脈沖才才開始計數(shù)開始計數(shù)，在，在整個計數(shù)過程中整個計數(shù)過程中，OUT都維持為都維持為低，低， 直到計數(shù)到直到計數(shù)到0時，輸出變?yōu)楦邥r，輸出變?yōu)楦?。因此，輸出為一單脈沖，。因此，輸出為一單脈沖，其其低電平維持時間低電平維持時間由由裝入的計數(shù)初值來決定裝入的計數(shù)初值來決定，計數(shù)到計數(shù)到0后，后，OUT才變高才變高。此時再來一個。此時再來一個GATE正脈沖，計數(shù)器又開始重新正脈沖，計數(shù)器又開始重新計數(shù)，輸出計數(shù)，輸出OUT再

23、次變低，再次變低，因此輸出為一單拍負(fù)脈沖。，因此輸出為一單拍負(fù)脈沖。2022-4-1638輸出輸出OUT的寬度為計數(shù)初值的單脈沖；的寬度為計數(shù)初值的單脈沖；輸出受門控信號輸出受門控信號GATE的控制，分三種情況：的控制，分三種情況：o當(dāng)計數(shù)到當(dāng)計數(shù)到0后，計數(shù)器可再次由外部啟動后，計數(shù)器可再次由外部啟動，再來，再來GATE脈沖，按原計數(shù)初值脈沖，按原計數(shù)初值重新開始計數(shù)，輸出單脈沖，重新開始計數(shù)，輸出單脈沖，OUT變低；而不需要再次送一個計數(shù)初值。變低；而不需要再次送一個計數(shù)初值。o在計數(shù)過程中，外部可發(fā)出門控在計數(shù)過程中，外部可發(fā)出門控GATE脈沖，進(jìn)行再觸發(fā)脈沖，進(jìn)行再觸發(fā)，這時不管原來計

24、，這時不管原來計數(shù)到何值，則從下一數(shù)到何值，則從下一CLK脈沖開始重新計數(shù)，輸出端脈沖開始重新計數(shù)，輸出端OUT仍保持低電平。仍保持低電平。o改變計數(shù)值后，只有當(dāng)改變計數(shù)值后，只有當(dāng)GATE脈沖啟動后，才按新值計數(shù)脈沖啟動后，才按新值計數(shù)，否則原計數(shù)過程，否則原計數(shù)過程不受影響，仍繼續(xù)進(jìn)行，即新值的改變是從下一個不受影響，仍繼續(xù)進(jìn)行，即新值的改變是從下一個GATE開始的。開始的。計數(shù)值是多次有效的，每來一個計數(shù)值是多次有效的，每來一個GATE脈沖，就自動裝入計數(shù)值開始從頭計數(shù)，脈沖，就自動裝入計數(shù)值開始從頭計數(shù)，因此在初始化時，計數(shù)值寫入一次即可。因此在初始化時，計數(shù)值寫入一次即可。2022-

25、4-1639小結(jié)方式1o 門控信號門控信號GATE正脈沖啟動定時正脈沖啟動定時/計數(shù)；計數(shù)；o 允許當(dāng)前計數(shù)未完時的多次重觸發(fā)，允許當(dāng)前計數(shù)未完時的多次重觸發(fā)，GATE再觸再觸發(fā)后，發(fā)后，OUT輸出會保持輸出會保持N個個CLK脈寬的低電平；脈寬的低電平；o 下個下個GATE正脈沖觸發(fā)信號到來時，會將新初值正脈沖觸發(fā)信號到來時，會將新初值裝入裝入CE中，使計數(shù)單元從新初值開始計數(shù)。中，使計數(shù)單元從新初值開始計數(shù)。2022-4-1640方式1初始化2022-4-1641CPU輸出控制字后輸出控制字后，輸出輸出OUT就變高就變高，寫入計數(shù)值后寫入計數(shù)值后的的下一下一個個CLK脈沖脈沖開始計數(shù)開始計數(shù)

26、，計數(shù)到計數(shù)到1后，輸出后，輸出OUT變低變低，經(jīng)過一經(jīng)過一個個CLK以后以后，OUT恢復(fù)為高恢復(fù)為高，計數(shù)器重新開始計數(shù)，計數(shù)器重新開始計數(shù)，。2022-4-1642p在這種方式下，在這種方式下，只需寫入一次計數(shù)值，就能連續(xù)工作只需寫入一次計數(shù)值，就能連續(xù)工作，輸出連續(xù)相輸出連續(xù)相同間隔的負(fù)脈沖同間隔的負(fù)脈沖（前提：（前提：GATE保持為高），即周期性地輸出。保持為高），即周期性地輸出。p在計數(shù)過程中在計數(shù)過程中輸出端始終保持為高輸出端始終保持為高，直到計數(shù)器減為直到計數(shù)器減為1時時，輸出變低輸出變低。p經(jīng)過一個經(jīng)過一個CLK周期周期，輸出恢復(fù)為高輸出恢復(fù)為高，同時，同時按照原計數(shù)初值重新開

27、始按照原計數(shù)初值重新開始計數(shù)計數(shù)。p如果如果計數(shù)值為計數(shù)值為N，則在，則在CLK端每輸入端每輸入N個脈沖后，就輸出一個脈沖個脈沖后，就輸出一個脈沖。p因此，這種方式可以作為因此，這種方式可以作為分頻器分頻器或用于或用于產(chǎn)生實時時鐘中斷產(chǎn)生實時時鐘中斷。2022-4-1643方式2的特點(diǎn)2022-4-1644小結(jié)方式22022-4-1645方式2初始化 設(shè)計數(shù)器設(shè)計數(shù)器2工作于方式工作于方式2，二進(jìn)制計數(shù)，計數(shù)初值，二進(jìn)制計數(shù)，計數(shù)初值0304H。端口地址。端口地址0E0H0E6H MOV AL，0B4H；控制字；控制字 OUT 0E6H，AL MOV AL，04H；計數(shù)器低字節(jié)；計數(shù)器低字節(jié)

28、OUT 0E4H，AL MOV AL，03H；計數(shù)器高字節(jié)；計數(shù)器高字節(jié) OUT 0E4H，AL2022-4-16464.方式3方波速率發(fā)生器CPU寫入控制字后寫入控制字后，輸出輸出OUT變高變高，寫入計數(shù)值后開始計數(shù)，寫入計數(shù)值后開始計數(shù)，當(dāng)計當(dāng)計數(shù)到一半計數(shù)值時數(shù)到一半計數(shù)值時，輸出變低輸出變低，繼續(xù)進(jìn)行減法計數(shù)，繼續(xù)進(jìn)行減法計數(shù)，當(dāng)計數(shù)到當(dāng)計數(shù)到0時時，輸出變高輸出變高，裝入計數(shù)值進(jìn)行減法計數(shù)，循環(huán)不止。，裝入計數(shù)值進(jìn)行減法計數(shù)，循環(huán)不止。2022-4-1647方式3的特點(diǎn) 當(dāng)計數(shù)初值當(dāng)計數(shù)初值N為偶數(shù)時為偶數(shù)時，輸出端的高低電平持續(xù)時間相等，各為，輸出端的高低電平持續(xù)時間相等，各為N/

29、2個個CLK脈沖周期；脈沖周期；當(dāng)計數(shù)初值當(dāng)計數(shù)初值N為奇數(shù)時為奇數(shù)時，輸出端的高電平，輸出端的高電平持續(xù)時間比低電平持續(xù)時間多一個脈沖周期，即高電平持續(xù)持續(xù)時間比低電平持續(xù)時間多一個脈沖周期，即高電平持續(xù)（N+1）/2個脈沖周期。低電平持續(xù)（個脈沖周期。低電平持續(xù)（N-1）/2個脈沖周期。個脈沖周期。例如例如N=5，則輸出高電平持續(xù)，則輸出高電平持續(xù)3個脈沖周期，低電平持續(xù)個脈沖周期，低電平持續(xù)2個脈沖個脈沖周期。周期。 GATE=1，允許計數(shù)；，允許計數(shù)；GATE=0，停止計數(shù)，停止計數(shù)。如果在。如果在OUT為低電為低電平期間平期間GATE=0，OUT將立即變高。當(dāng)將立即變高。當(dāng)GATE變

30、高以后，在下一變高以后，在下一個個CLK脈沖來到時，計數(shù)器將重新裝入初始值，開始計數(shù)。脈沖來到時，計數(shù)器將重新裝入初始值，開始計數(shù)。2022-4-1648小結(jié)方式3o 與方式與方式2類似，但其類似，但其輸出輸出方波方波或或準(zhǔn)方波準(zhǔn)方波；o 計數(shù)值完成一半時計數(shù)值完成一半時，使使OUT變低變低，直到，直到計數(shù)任務(wù)全部計數(shù)任務(wù)全部完成為止完成為止，OUT恢復(fù)為高恢復(fù)為高；o 當(dāng)當(dāng)計數(shù)初值計數(shù)初值N為偶數(shù)為偶數(shù)時，輸出端的高低電平持續(xù)時間相時，輸出端的高低電平持續(xù)時間相等，等，各為各為N/2個個CLK脈沖周期脈沖周期；o 當(dāng)當(dāng)計數(shù)初值計數(shù)初值N為奇數(shù)時為奇數(shù)時，輸出端的高電平持續(xù)時間比低，輸出端的高

31、電平持續(xù)時間比低電平持續(xù)時間多一個脈沖周期，即電平持續(xù)時間多一個脈沖周期，即高電平高電平持續(xù)持續(xù)（N+1）/2個脈沖周期個脈沖周期。低電平低電平持續(xù)持續(xù)（N-1）/2個脈沖周期個脈沖周期；o GATE由低變高時，重新開始計數(shù)。由低變高時，重新開始計數(shù)。2022-4-1649方式3初始化 計數(shù)器計數(shù)器0工作于方式工作于方式3，二進(jìn)制計數(shù)，初值為，二進(jìn)制計數(shù)，初值為4。端口地址為端口地址為0E0H0E6H MOV AL，16H ；控制字；控制字 OUT 0E6H，AL MOV AL，4 ；初值；初值 OUT 0E0H，AL2022-4-16505.方式4軟觸發(fā)的選通發(fā)生器 當(dāng)當(dāng)CPU寫入控制字后寫

32、入控制字后，OUT立即變高立即變高，寫入計數(shù)值開始計數(shù)寫入計數(shù)值開始計數(shù)，稱為，稱為軟件觸軟件觸發(fā)發(fā)，當(dāng)，當(dāng)計數(shù)到計數(shù)到0后后，OUT變低變低，經(jīng)過一個經(jīng)過一個CLK脈沖后脈沖后，OUT變高變高，這種計，這種計數(shù)是一次性的（與方式數(shù)是一次性的（與方式0有相似之處），只有當(dāng)寫入新的計數(shù)值后才開始下有相似之處），只有當(dāng)寫入新的計數(shù)值后才開始下一次計數(shù)。若設(shè)置的計數(shù)初值為一次計數(shù)。若設(shè)置的計數(shù)初值為N，則是，則是在寫入了計數(shù)初值后經(jīng)過（在寫入了計數(shù)初值后經(jīng)過（N+1）個個CLK脈沖，才輸出一個負(fù)脈沖脈沖，才輸出一個負(fù)脈沖。 一般將此負(fù)脈沖作為選通信號一般將此負(fù)脈沖作為選通信號。2022-4-1651

33、方式4的特點(diǎn)當(dāng)計數(shù)值為當(dāng)計數(shù)值為N時，則間隔時，則間隔N1個個CLK脈沖輸出一個負(fù)脈脈沖輸出一個負(fù)脈沖（計數(shù)一次有效）；沖（計數(shù)一次有效）；GATE0時時，禁止計數(shù)禁止計數(shù)，GATE1時時，恢復(fù)繼續(xù)計數(shù)恢復(fù)繼續(xù)計數(shù)；所以，所以，要做到軟件觸發(fā)，要做到軟件觸發(fā)，GATE應(yīng)保持為應(yīng)保持為1。 在在計數(shù)過程中計數(shù)過程中重新裝入新的計數(shù)值重新裝入新的計數(shù)值，則，則該值是立即有效該值是立即有效的的（若為（若為16位計數(shù)值，則裝入第一個字節(jié)時停止計數(shù)，位計數(shù)值，則裝入第一個字節(jié)時停止計數(shù)，裝入第二個字節(jié)后開始按新值計數(shù)）。這稱為裝入第二個字節(jié)后開始按新值計數(shù)）。這稱為軟件再觸軟件再觸發(fā)發(fā)。 2022-4-

34、1652小結(jié)方式4o 計數(shù)減到計數(shù)減到0時輸出一個脈寬的低電平時輸出一個脈寬的低電平o GATE由低到高時，計數(shù)器恢復(fù)工作，而不重由低到高時，計數(shù)器恢復(fù)工作，而不重置初值置初值o 計數(shù)過程中，新初值立即起作用計數(shù)過程中，新初值立即起作用 2022-4-1653方式4初始化 設(shè)計數(shù)器設(shè)計數(shù)器1工作于方式工作于方式4，二進(jìn)制計數(shù)，計數(shù)初，二進(jìn)制計數(shù)，計數(shù)初值為值為3。端口地址為。端口地址為0E0H0E6H MOV AL，58H ；控制字；控制字 OUT 0E6H，AL MOV AL，3 ；初值；初值 OUT 0E2H，AL2022-4-16546. 方式5硬觸發(fā)的選通發(fā)生器 當(dāng)當(dāng)寫入控制字后寫入控

35、制字后，輸出端出現(xiàn)高電平作為初始電平輸出端出現(xiàn)高電平作為初始電平。在。在寫入計數(shù)初寫入計數(shù)初值后值后，計數(shù)器并不立即開始計數(shù)，而是要，計數(shù)器并不立即開始計數(shù)，而是要由門控由門控GATE脈沖的上升脈沖的上升沿來觸發(fā)啟動計數(shù)沿來觸發(fā)啟動計數(shù)的，這稱為的，這稱為硬件觸發(fā)硬件觸發(fā)。當(dāng)計數(shù)到當(dāng)計數(shù)到0時時，輸出變低輸出變低，又經(jīng)過一個又經(jīng)過一個CLK脈脈，輸出恢復(fù)為高，輸出恢復(fù)為高，計數(shù)停止計數(shù)停止。這樣。這樣在輸出端得到在輸出端得到一個負(fù)脈沖選通信號一個負(fù)脈沖選通信號。計數(shù)器停止計數(shù)，若再有。計數(shù)器停止計數(shù)，若再有GATE脈沖來，則脈沖來，則重新裝入計數(shù)值開始計數(shù)，上述過程重復(fù)。重新裝入計數(shù)值開始計數(shù)

36、，上述過程重復(fù)。2022-4-1655方式5的特點(diǎn)在這種方式下，若設(shè)置的計數(shù)值是N，則在GATE脈沖后，經(jīng)過（N1）個CLK才輸出一個負(fù)脈沖。若在計數(shù)過程中又來一個GATE脈沖，則重新裝入初值開始計數(shù)，輸出不變，即計數(shù)值多次有效；對輸出狀態(tài)沒有影響。 若在計數(shù)過程中改變計數(shù)值，只要沒有門控信號的觸發(fā)， 就不影響本次計數(shù)過程。當(dāng)計數(shù)到0后，若有新的門控信號的觸發(fā)，則按新的計數(shù)初值計數(shù)。 2022-4-1656方式方式5和方式和方式4都產(chǎn)生選通脈沖。都產(chǎn)生選通脈沖。這兩種方式的區(qū)別在于：這兩種方式的區(qū)別在于： 方式方式4每次要靠每次要靠軟件設(shè)置計數(shù)初值后軟件設(shè)置計數(shù)初值后才能計數(shù)（才能計數(shù)（軟件觸

37、發(fā)軟件觸發(fā)）；）； 方式方式5的的計數(shù)初值只需設(shè)置一次計數(shù)初值只需設(shè)置一次，但是每次計數(shù)要靠門控信號的，但是每次計數(shù)要靠門控信號的觸發(fā)（觸發(fā)（硬件觸發(fā)硬件觸發(fā)）；）； 方式方式4軟件軟件更改計數(shù)初值后更改計數(shù)初值后立即起作用立即起作用； 方式方式5軟件軟件更改計數(shù)初值后更改計數(shù)初值后要有新的門控信號的觸發(fā)才能起作用要有新的門控信號的觸發(fā)才能起作用。2022-4-1657小結(jié)方式5o 如方式如方式1，方式，方式5也是硬件觸發(fā)也是硬件觸發(fā)o 計數(shù)器到計數(shù)器到0，輸出一個脈寬的負(fù)脈沖，輸出一個脈寬的負(fù)脈沖o 允許當(dāng)前計數(shù)未完時的多次重觸發(fā)允許當(dāng)前計數(shù)未完時的多次重觸發(fā)o GATE觸發(fā)，按新初值計數(shù)觸

38、發(fā)，按新初值計數(shù)2022-4-1658方式5初始化 設(shè)計數(shù)器設(shè)計數(shù)器2工作于方式工作于方式5，二進(jìn)制計數(shù)，計數(shù)初值為，二進(jìn)制計數(shù)，計數(shù)初值為3，端口地址為端口地址為0E0H0E6H MOV AL，9AH；控制字；控制字 OUT 0E6H，AL MOV AL，3；初始值；初始值 OUT 0E4H，AL2022-4-16598253的工作方式小結(jié)方式方式2、4、5的輸出波形是相同的輸出波形是相同的，都是寬度為一個的，都是寬度為一個CLK周期的周期的負(fù)脈沖，但方式負(fù)脈沖，但方式2連續(xù)工作，方式連續(xù)工作，方式4由軟件觸發(fā)啟動，方式由軟件觸發(fā)啟動，方式5由硬由硬件觸發(fā)啟動。件觸發(fā)啟動。2方式方式5與方式

39、與方式1工作過程相同，但輸出波形不同工作過程相同，但輸出波形不同，方式，方式1輸出的是輸出的是寬度為寬度為N個個CLK脈沖的低電平有效的脈沖（計數(shù)過程中輸出為脈沖的低電平有效的脈沖（計數(shù)過程中輸出為低），而方式低），而方式5輸出的為寬度為一個輸出的為寬度為一個CLK脈沖的負(fù)脈沖（計數(shù)過脈沖的負(fù)脈沖（計數(shù)過程中輸出為高）。程中輸出為高）。3輸出端輸出端OUT的初始狀態(tài)的初始狀態(tài)，方式方式0在寫入方式字后輸出為在寫入方式字后輸出為低低，其余其余方式方式，寫入控制字后，輸出均能變?yōu)椋瑢懭肟刂谱趾?，輸出均能變?yōu)楦吒摺?任一種方式，均是在寫入計數(shù)初值之后，才能開始計數(shù)，任一種方式，均是在寫入計數(shù)初值之后

40、，才能開始計數(shù)，方式方式0、2、3、4都是在寫入計數(shù)初值之后都是在寫入計數(shù)初值之后，開始計數(shù)的開始計數(shù)的，而，而方式方式1和和方方式式5需要需要外部觸發(fā)啟動外部觸發(fā)啟動，才開始計數(shù)才開始計數(shù)。2022-4-166056種工作方式中，只有種工作方式中，只有方式方式2和方式和方式3是連續(xù)計數(shù)是連續(xù)計數(shù)，其其它方式都是一次計數(shù)它方式都是一次計數(shù)，要繼續(xù)工作需要重新啟動，方，要繼續(xù)工作需要重新啟動，方式式0、4由軟件啟動，方式由軟件啟動，方式1、5由硬件啟動。由硬件啟動。6門控信號的作用門控信號的作用 通過門控信號通過門控信號GATE，可以干預(yù)，可以干預(yù)8253某一通道的某一通道的計數(shù)過程，在不同的工

41、作方式下，門控信號起作用的計數(shù)過程，在不同的工作方式下，門控信號起作用的方式也不一樣，其中方式也不一樣，其中0、2、3、4是電平起作用是電平起作用，1、2、3、5是上升沿起作用是上升沿起作用，方式方式2、3對電平上升沿都對電平上升沿都可以起作用可以起作用。2022-4-16618.3 8253的基本應(yīng)用要使用要使用8253，必須首先進(jìn)行初始化編程，必須首先進(jìn)行初始化編程，初始化編程包括設(shè)初始化編程包括設(shè)置通道控制字和送通道計數(shù)初值兩個方面置通道控制字和送通道計數(shù)初值兩個方面，控制字寫入，控制字寫入8253的控制字寄存器，而初始值則寫入相應(yīng)通道的計數(shù)寄存器中。的控制字寄存器，而初始值則寫入相應(yīng)通

42、道的計數(shù)寄存器中。初始化編程包括如下步驟：初始化編程包括如下步驟：1. 初始化編程初始化編程1寫入通道控制字，規(guī)定通道的工作方式；寫入通道控制字，規(guī)定通道的工作方式；2寫入計數(shù)值，若規(guī)定只寫低寫入計數(shù)值，若規(guī)定只寫低8位，則高位，則高8位自動置位自動置0，若規(guī)，若規(guī)定只寫高定只寫高8位，則低位，則低8位自動置位自動置0。若為。若為16位計數(shù)值則分兩次位計數(shù)值則分兩次寫入，先寫低寫入，先寫低8位，后寫高位，后寫高8位。位。2022-4-1662例例1：設(shè)：設(shè)8253的端口地址為：的端口地址為：04H0AH，要使計數(shù)器，要使計數(shù)器1工作工作在方式在方式0，僅用，僅用8位二進(jìn)制計數(shù)，計數(shù)值為位二進(jìn)制計數(shù)，計數(shù)值為128，進(jìn)行初始化，進(jìn)行初始化編程。編程?？刂谱譃椋嚎刂谱譃椋?1010000B=50H初始化程序：初始化程序： MOV AL，50H OUT 0AH，AL MOV AL，80H OUT 06H，AL2022-4-16632. 讀取8253通道中的計數(shù)值8253可用控制命令來讀取相應(yīng)通道的計數(shù)值。可用控制命令來讀取相應(yīng)通道的計數(shù)值。 由于計數(shù)值是由于計數(shù)值是16位的，而讀取的瞬時值，要分兩位的，而讀取的瞬時